JPH0530203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁式流速測定装置に関するもので
あつて、管路内の流体の流速を長期にわたつて安
定して計測できるようにすることを目的とする。

上下水道等の管路内の流体流量を計測する手段
として、羽根車式流量計、差圧式流量計、渦流流
量計、電磁式流量計等が開発されており、特に羽
根車式流量計が一般的であるが、可動部分を有す
る機械的な構成であるが故に、摩耗損失等の故障
が絶えず、低流速では作動が不確実であり、更に
は既設管への取付工事に手間のかかる欠点が存し
ている。

そこで精度的に優れた電磁流量計が所期の効果
を得る流量計として用いられている。

周知のように電磁流量計は、電気伝導性流体が
流れる管路に垂直に磁場を作用させ、磁場の方向
と流体の流れの方向とに垂直な方向の管壁に向か
い合つた電極を設け、電磁誘導で電極間に生じる
電圧を測定して流量を求める構成である。

しかしながらこの種の流量計は、管路内の流量
を測定する場合、管の外部に装着するものである
為に、構造的に大規模となり、電磁石の場合には
形状が特殊であるので成形にコストが嵩む等の不
満点が存した。

また少なくとも計測箇所の管は非磁性材製でな
ければ正確な測定は得られないので、既設管に装
着する場合には、管の部分的な交換を必要とし、
作業性に劣る欠点も存する。

即ち従来の電磁式流量計にあつては、流体管路
に対する設置に際し、管路の口径に対応して相応
の大きさを有する機種を選定しなければならない
為に、多くの機種を用意しなければならず、必然
的に大口径の管路に対しては大きさ、重量、コス
トが嵩み、設置作業に機械を導入しなければなら
ないので取扱いが困難であつて作業性の低下を招
き、大規模な装置であれば、消費電力も多くなつ
て非経済的である。

また羽根車式、電磁式を含め、既設管へのその
設置時には一度断水して管を切断する必要があ
り、保守点検等の際にも、断水して、或いは予め
設けたバイパス管を使用しなければならず、工事
自体が大がかりにならざるを得ない。そして電磁
式流量計の最も確実な校正手段は実流量校正であ
るが、この実流量校正装置に設置する場合にも、
使用せんとする管径に対応した規模の流量計を用
意しなければならず、更には従来の流量計の流速
感度は0.3ｍ／sec程度以上であつて、この数値以
下の低流速に対する精度が得られない憾があつ
た。

つまり従来の流量計では、作業性、経済性、精
度に於て、あらゆる点で欠点、不都合が存してい
たのである。

本発明は上述した従来の欠点、不都合に鑑みて
開発された電磁式流速測定装置に関するものであ
つて、既設管に簡単に装着でき、しかも高い精度
が得られるように構成したものである。

以下本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

先ず図中符号１は流速計本体である。

この流速計本体１は、電磁コイル２が巻回され
たコア３と電極５とを樹脂モールド７により一体
化した流線形状であり、両側中央には前後方向に
沿つてガイド溝８が形成されており、上端中央に
保持杆９が一体突設されている。

そして本体１内にあつて、保持杆９と同一方向
である上下方向に垂直姿勢となつたコア３の上下
両端の両磁極には、ヨーク４が一体設される。

上端のヨーク４ａは両側下方に延出位置し、下
端のヨーク４ｂは両側上方に延出位置しており、
上端のヨーク４ａ先端と下端のヨーク４ｂ先端と
は、前記ガイド溝８の幅とほぼ同一長さ間隔をも
つて近接して対向し、従つて本体１の両側にあつ
て、ガイド溝８の幅方向に沿つて垂直に一対の磁
路Ａが形成されることになる。

また二つの電極５は、前記両磁路Ａ間に夫々位
置し、一部が外方に露出する形態でガイド溝８中
央に設けられており、更に本体１前端にはニユー
トラル電極６が露出位置している。

尚、電磁コイル２、電極５，６のリード線は保
持杆９内を通つて外部に導出される。

上述した流速計本体１は上水道等の管路１０内
に設置固定されるが、その姿勢は、前端を流体の
上流方向に向け流路に沿つた状態である。

さて上述した測定装置にあつて、電磁コイル２
を商用電源、バツテリー、乾電池等を用いて低周
波矩形波方式により励磁し、本体１の両側に於け
るヨーク４間に夫々磁路Ａを形成する。

そして本体１両側のガイド溝８前端から後端方
向に流れる導電性流体が上記磁路Ａに直交して通
過する際に生ずる誘起電圧を両電極５によつて検
知し、流体の流速を測定することによつて、流量
を測定するのである。

この場合磁路Ａは、ヨーク４によつて磁極が小
さな幅で対向することになるので短い範囲で集中
して形成されて収束し、磁界が拡大してしまうこ
とはなく、管路１０自体が磁性体製、非磁性体製
の如何を問わず磁路Ａが影響を受けることは少な
く、極めて正確な測定が達成される。

更には、両磁極の先端であるヨーク４の先端
は、夫々ガイド溝８を挟んで対向し、流体は、こ
のガイド溝８の前端から後端にかけて流れるた
め、両磁極の直線的な最短距離間に直交する状態
で流れることになり、しかも前述したようにこの
ガイド溝８部分には両電極５が露出位置している
ので、小型で消費電力が少なくて済むにも拘ら
ず、しかも管路１０の影響を受けることもなく、
高精度の検知を可能にできる。

また第５図は本発明の精度を示すグラフであつ
て、ここでは内径100mmの磁性管内に於けるメー
トル単位の毎秒の流速結果であり、横軸に実速値
として実際の値をとり、縦軸に指示値として本体
１の示した値をとる。

この試験データよりして、本体１の測定値が実
速に対して極めて直線的であることが理解されよ
う。第５図ｂは特に微流速部分の拡大であるが、
ここでの数値も極めてリニアであり、0.005ｍ／
secの数値までデータを検証している。

即ち本発明では、ヨーク４の付設によつて局部
的に磁路Ａの密度を濃くしたことに加え、低周波
矩形波励磁方式を採用したが故に、流体の微流速
域での測定精度も、極めて高いのである。これ
は、前記第５図のデータが磁性体製管を用いての
ものであるにも拘らず、リニアであることからも
証明される。

そして構成が簡単であるので管路に容易に装着
できる効果も有する。

第４図の実施例では既設管路１０への組付け状
態を示している。ここでは管路１０の一部に仕切
弁１１、グランドフランジ１２等を介して本体１
を装着し、本体１上端を流れ方向指示ハンドル１
３に連結する。そして該ハンドル１３を操作し
て、管路１０内の流動方向に対応して本体１の姿
勢を制御するのである。

また、例えば橋梁側に露出した既設管路１０の
エア抜きに本体１を装着し、従来の既設流速計の
精度チエツクの為に本発明の装置を利用すること
も可能となり、或いは組付け固定自体を上記エア
抜きを利用して行なつてもよい。即ち、ここでの
装置は固定的にも臨時的にも実施できるのであ
る。

よつて本発明の電磁式流速測定装置によれば、
材質の如何を問わず既設の管路内に簡単に装着で
き、精度が極めて高く、可動部分がないので、流
体による摩耗、故障等の支障がなく、長期にわた
つて安定した測定ができ、構成が簡単であつて、
小型であり、作業性が高く低廉である等、多くの
優れた作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流速計本体の一実施例を示す
側面図、第２図は側面断面図、第３図は正面断面
図、第４図は管路に装着した状態の断面図、第５
図は本発明に於ける本体の精度を示すグラフであ
る。 符号の説明、１……流速計本体、２……電磁コ
イル、３……コア、４……ヨーク、５，６……電
極、Ａ……磁路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 樹脂モールド成形される流速計本体の両側面
   に、液体の流路に沿つてガイド溝を設け、前記流
   速計本体の内部に、電磁コイルが巻回されたコア
   の両磁極を、ヨークを介して近接対向位置させて
   ることにより、流体の流路であるガイド溝に直交
   する一対の磁路を形成し、更に該一対の磁路内
   に、流路と磁路とに直交する姿勢の一対の電極
   を、前記ガイド溝部分に露出配置させて電磁流速
   計を構成し、該電磁流速計を流体管路内に配置し
   て成る電磁式流速測定装置。